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高新技术探究之旅----芯片

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Post time: 2018-5-3 18:32:29
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前言


美国如果真要打击中国,不用飞机大炮,一个小小的芯片就可搞定。


美国商务部2018年4月16日宣布,禁止美国公司向中兴通讯销售电子技术或通讯元件,为期长达7年,国内一片哗然。


如果美国真的禁止中兴进口美国的产品7年,没有政府扶持的话,中兴基本上确定可以关门了。核心零件受制于人,没辙。


中兴事件将成为中国崛起路上的一个标志性事件!虽然中国的头牌“高科技公司”一打就趴下,但它能带给我们疼痛和清醒。


信息化、智能化的基石 —— 芯片(IC: integrated circuit) 。

1、芯片常识,什么是芯片?


芯片,又称微电路(microcircuit)、微芯片(microchip)、集成电路(integrated circuit, IC)。是在硅晶圆上集成多种电子元器件、实现某种特定功能的电路模块。它是电子设备中最重要的部分,承担着运算和存储的功能。集成电路的应用范围覆盖了军工、航空、航天、民用的几乎所有的电子设备。


那么,芯片用在哪?


芯片号称现代工业的“粮食”,是自动化、信息化、智能化的基石;



假如没有芯片,人们的生活会退回一百年前,没有互联网、没有手机、电    视、电脑、iPad,也没有现代化的汽车、高铁、客机,没有足够的电力供应,工厂流水线会停工,社会发展严重停滞;



更要命的是,如果敌对国家用芯片控制的高精尖武器,对我们发动战争,而我们没有能力生产这些芯片和武器,那将是一场毫无悬念的战争,我们必然会亡国,成为异族统治下的二等公民;



2017年中国芯片进口金额是2601亿美元(人民币17561亿元),是石油进口金额的2倍以上,也超过碧桂园、万科、恒大三大房地产企业年度销售额的总和;目前国产芯片的市场占有率仅为20%左右,上升空间巨大;



如果中国不用心发展芯片产业,“中兴”事件还会不断上演,生死命脉掌握在外国人手里,不仅仅是电子、通讯、互联网相关企业,更包括军工、航空、航天等产业。


常用芯片分类:




芯片被显微镜不停的放大_里面就像一座巨大的城市。


2、芯片是怎么设计的?


以数字集成电路为例:


先规划IC的功能要求和参数目标;


使用VerilogHDL语言,描述硬件电路;


使用Synopsys 的VCS或者Mentor Graphics的MMSIM软件仿真测试;


使用Synopsys公司的Design Compiler软件进行逻辑综合、形式验证;


使用IC-Compiler / Encounter软件布局、布线;


版图物理验证,确认后交给芯片代工厂制造,然后找封测厂封装测试。


3、芯片是怎么制造的?


现代CPU、Flash芯片内部结构极为复杂,普遍采用数十层的3D架构,以苹果iPhone6的A8处理器为例:A8处理器相比A7处理器节能50%。尽管尺寸变得更小,A8处理器内部却拥有20亿个晶体管,相当于A7 CPU中晶体管数量的2倍多。



A8芯片比A7芯片CPU性能提升25%,图形性能提高50%,采用了20纳米的工艺,因此效能也比之前出色(1纳米相当于1根头发丝直径的六万分之一)。


A8处理器集成了M8运动协处理器,会持续测量来自加速传感器、指南针、陀螺仪和全新气压计的数据,为A8芯片分担更多的工作量,从而提升了效能。


IC领域知名企业


美国:Fairchild仙童、Intel 英特尔、Micron 镁光、AMD 超微、Spansion飞索、Nvidia英伟达、Qualcomm高通、Broadcom 博通、Texas Instruments 德州仪器、ADI模拟器件公司、National Semiconductor 国家半导体、Freescale飞思卡尔、ON Semiconductor 安森美、Maxim 美信、Xilinx赛灵思、Lattice 莱迪斯、Microchip 微晶、Atmel 阿特梅尔(德资);


日本:Toshiba东芝、Sony 索尼、Renesas瑞萨、NEC 日本电气、Panasonic 松下、Fujitsu 富士通、Sharp夏普、Mitsubishi 三菱;


韩国:Samsung三星、SK Hynix 海力士;


台湾:TSMC台积电、UMC 台联电、VIS 世界先进 、MediaTek联发科、Mstar晨星、Realtek瑞昱、Novatek联咏、Winbond华邦、VIA 威盛•


欧洲:STM意法微电子、Infineon 英飞凌(西门子)、NXP恩智浦(飞利浦)、ASML (荷兰,光刻机)、AMS奥地利微电子(传感器);


中国大陆:中芯国际、华为海思、清华紫光展锐(展讯、锐迪科)、中兴微电子 、华大半导体 、大唐半导体、智芯微电子 、兆易创新、上海安路、京微齐力、顺德高云。


IC设计制造相关的顶尖大学